DE3032430A1 - Vorrichtung zur erhoehung des druckes eines an einer druckmittelleitung anstehenden fluids fuer einen verbraucher - Google Patents

Description

• Bezeichnung : "Vorrichtung zur Erhöhung des Druckes eines an
• einer Druckmittelleitung anstehenden Fluids für einen Verbraucher" Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Erhöhung des Druckes eines an einer Druckmittelleitung anstehenden Fluids für einen Verbraucher mit einer doppelt wirkenden Antriebs/Kolben-Zylindereinheit und damit verbundener doppelt wirkender Arbeits/Kolben-Zylindereinheit mit einem der Druckerhöhung entsprechenden Oberflächenverhcltnis der Kolben, wobei das Druckmittel über ein Steuerventil dem Arbeitszylinder wahlweise zuführbar ist, sowie mit Einrichtungen zur Begrenzung des Hubes des Arbeitskolbens und zur Umsteuerung des Steuerventiles und einer zum Verbraucher führenden Hochdruckleitung.
• Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-PS 1 266 090 bekannt, die einen Druckumsetzer zur Beaufschlagung einer Zylinderkammer eines doppelt wirkenden Druckzylinders aufweist, wobei ein Volumenausgleich geschaffen werden soll, der durch das unterschiedliche Volumen aufgrund der Kolbenstange des Verbraucherzylinders gegeben ist.
• Die Begrenzung des Hubes der bekannten Vorrichtung soll durch nicht näher beschriebene Endschalter gesteuert sein.
• Die Beaufschlagung des Antriebszylinders wird durch nicht näher beschriebene Steuerzylinder erreicht. Ein kontinuierliches Umsteuern und damit eine kontinuierliche Förderung des Arbeitsfluids ist dieser Druckschrift nicht entnehmbar, vielmehr soll diese bestimmungsgemäß intervallartig zur entsprechenden Beaufschlagung des Verbraucherzylinders geeignet sein.
• Um ein kontinuierliches Fördern eines Arbeitsmediums mit erhöhtem Druck zu erreichen, sind bereits Zwangsumsteuerungen bei Druckerhöhungsanlagen durch die DE-OS 26 56 031 und DE-OS 29 00 790 bekannt. Diese bekannten Druckumsetzer haben entweder durch Anschlag der Arbeits-~zylinder an Steuerstiften im Gehause vorgesehene Umsteuerventile (DE-AS 26 56 031) oder die Bewegung des Antriebszylinders gibt wechselweise- Umsteuerkanäle im Vorrichtungsge:häuse frei, wie dies nach der DE-OS 29 00 790 vorgesehen ist. Die beiden letztgenannten Druckumse.tzer haben eine sehr aufwendige und daher teure Bauweise, gleichzeitig eine Vielzahl von sich gegeneinander bewegenden Elächen, was mit einem entsprechend hohen Verschleiß- verbunden ist.
• Aufgabe- der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der ein kontinuierliches Fördern des Arbeitsfluids möglich-und andererseits eine zweckmäßige, automatisch arbe-itende Umsteuerung der Hubbewegung erreicht wird. Gleichzeitig soll die Vorrichtung einfach im -Aufbau und wirtschaftlich in der Herstellung sein.
• Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Steuerventjl-als Druckmittel beaufschlagbares 4/2-Wege-Ventil ausgebildet ist und daß an den beiden Zuführleitungen zu dem Arbeitszylinder 3/2-Wege-VerzögerungsventiLe beaufschlagende Abzweigleitungen zur Umschaltung des Steuerventils derart vorgesehen sind, daß nach Erreichen eines bestimmten Schaltdruckes das jeweilige Verzögerungsventil die zugehörige Abzweigleitung zur Umschaltung des Steuerventils freigibt.
• Durch das Vorsehen der beanspruchten Bauteile innerhalb der Steuerung der Vorrichtung in der erfindungsgemäßen Weise wird ein kontinuierliches Arbeiten möglich, das unabhängig von äußeren Einflüssen allein durch die Druckunterschiede im System gesteuert wird.
• In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß an den beiden Zuführleitungen zu dem Antriebszylinder Abzweigleitungen zu dem Arbeitszylinder mit gegen die Arbeitsrichtung sperrenden Rückschlagventilen vorgesehen sind, wobei darüber hinaus vorgesehen sein kann, daß zwischen Druckmittelleitung und Steuerventil ein 4/3-Wege-Schaltventil sowie eine von diesem Schaltventil direkt mit der Druckmittelleitung verbindbare bypass-Leitung zum Verbraucher zur Beaufschlagung des Verbrauchers mit dem von der Drucknitte.leitung bereitgestellten Vordruck vorgesehen ist.
• Durch diese Maßnahmen kann der Verbraucher (z.B. bei einem bevorzugten Einsatzgebiet der Erfindung handelt es sich dabei um die Druckkammern einer Vorrichtung zum thermischen Verbinden von Gurtenden, insbesondere zum Einsatz unter Tage, wie sie im Patent 27 27 300 der Anmelderin beschrieben ist) direkt mit dem aus einer Druckmittelleitung erzielbaren Vordruck, z.B. von 4 bar vorgeladen werden, so daß die Vorrichtung lediglich den Differenzdruck zwischen diesem anstehenden Vordruck und dem Arbeitsdruck der Vorrichtung zu erbringen hat.
• Wird ein oben beschriebener Verbraucher, d.h. -z.B. eine Vulkanisieranlage, mit dieser Vorrichtung betrieben, so kann es zweckmäßig sein, besondere Hilfsmittel einzusetzen, die einmal zur Schonung der Anlage dienen, wie auch berücksichtigen, daß die Anlage unter Tage einsetzbar ist. Jedoch nicht nur ausschließlich für diesen Einsatzbereich ist nach der Erfindung vorgesehen,-daß zwischen Druckmittelleitung und Schaltventil und/oder Steuerventil ein Kondensatabscheider und/oder Nebelöler und/oder Druckregelventil vorgesehen ist, wobei erfindungsgemäß an der Hochdruckleitung vor dem Verbraucher ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen sein kann.
• Die Erfindung ist-nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Diese zeigt in der einzigen Figur eine Schaltung der Vorrichtung nach Erfindung.
• Die durch das Schaltbild wiedergegebene, allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung bezieht das Arbeitsfluid, z.B.
• Druckluft, aus einer Druckluftversorgungsleitung 2 z.B.
• einer Zeche. Der an der Druckluftleitung 2 anstehende Druck soll durch die Vorrichtung 1 z.B. von 4 bar auf 10 bar erhöht und einem Verbraucher 3, z.B. den Druckkammern einer Vulkanisierpresse, zugeführt werden.
• Die Vorrichtung 1 wird von einem beispielsweise von Hand zu betätigenden 4/3-Wege-Ventil 4 aus-, ein- oder umgeschaltet. Neben der in der Figur dargestellten Ausschaltstellung, die in der Figur mit dem Buchstaben "a" bezeichnet ist, kann durch das Ventil eine Vordruckschaltstellung eingestellt werden, die mit dem Buchstaben "v" bezeichnet ist und eine mit dem Buchstaben e bezeichnete Einschaltstellung.
• Zwischen dem Wegeventil 4 ist in vereinfachter Symbolik eine Mehrfacheinrichtung in einem Kasten 5 dargestellt und zwar ein Kondensatabscheider 6, ein Druckregelventil 7 sowie ein Nebelöler 8.
• Von dem Wegeventil 4 führt zunächst eine bypass-Leitung 9 über ein Rückschlagventil 10 zum Verbraucher 3, so daß in der "v"-Stellung des Wegeventiles 4 der Verbraucher 3 direkt über die Leitung 9 mit- Druckluft aus der Druckluftversorgungsleitung 2 versorgt werden kann.
• In der "e"-Stellung des Wegeventiles 4 wird die Druckluft -einem Steuerventil 11 zugeführt, welches als 4/2-Wege-Ventil ausgebildet ist, das seinerseits über ein Druckmittel in eine mit "r" bezeichnete Rechtsstellung und eine mit "l" bezeichnete Linksstellung steuerbar ist. In der "r"-Stellung wird eine reehte Zylinderkammer 12 eines Antriebszylinders 13 beaufschlagt, während nach Umsteuerung des Steuerventiles in die "l"-Stellung eine linke Zylinderkammer 14 mit den Arbeitsfluid versorgt wird. Die Zylinderkammern 12 und 13 werden durch einen Antrieb-s.kolben 15 voneinander getrennt und definiert, der über eine Kolbenstange 16 mit einem Arbeitskolben 17 wirkmäßig verbunden ist.
• Der Arbeitskolben 17 ist innerhalb eines Arbeitszylinders 18 verschiebbar angeordnet und definiert die Begrenzung einer linken Zylinderkammer 19 und einer rechten Zylinderkammer 20 innerhalb des Arbeitszylinders 18.
• Die, vom Steuerventil 11 zum Antriebszylinder 13 führenden Leitungen sind mit 21 bzw. 22 bezeichnet. Wie sich aus der Figur ergibt, zweigt von der der rechten Zylinderkammer 12:zugeordneten Leitung 21 eine der rechten Zylinderkammer 20 des Arbeitszylinders 18 zugeordnete Abzweigleitung 23 mit einem Rückschlagventil 24 ab, während von der die linke Zylinderkammer 14 des Antriebszylindens 13 beautifschlagenden Zuführleitung 22 eine Leitung 25 abzweigt,- die über ein Rückschlagventil 26 die linke Zylinderkammer 19 des Arbeitszylinders 18 beaufschlagt. Von der Zylinderkammer 20 führt eine Leitung 27 über ein Rückschlagventil 28 und von der Zylinderkammer 19 eine Leitung 29 über ein Rückschlagventil 30 zu -einer Verbraucherzuleitung 31. In der Verbraucherleitung 31 kann, wie in der Figur dargestellt, ein Druckbegrenzungsventil 32 zum Schutz des Verbrauchers 3 vorgesehen sein.
• Zur Umsteuerung des Steuerventiles 11 zweigen von den Zuführleitungen 21 und 22 Steuerleitungen 33 einerseits bzw. 34 andererseits ab, die pneumatisch betätigte 3/2-Wege-Verzögerungsventile 35 bzw. 36 betätigern. Die Verzögerungsventile weisen eine einstellbare Drossel 37, ein nicht näher dargestelltes Speichervolumen, eine die Drossel 37 umgehende bypass-Leitung 38 mit einem Rückschlagventil 39 und ein gegen die Kraft einer Feder 40 betätigbares Umsteuerventil 41 auf. Das Umsteuerventil 41 liegt in einer von der Leitung 33 bzw. 34 aus abzweigenden Steuerleitung 42 zum Umsteuern des Steuerventiles 11. Die Schaltstellung des Umsteuerventiles 41 ist in der Figur mit dem Buchstaben t!5tt bezeichnet, die Ruhestellung mit dem Buchstaben "t".
• Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende: Zunächst wird das Wegeventil 4 in die Stellung v gebracht, so daß aus der Versorgungsleitung 2 der Verbraucher 3 mit z-.B. Druckluft vorgefüllt werden kann, nachdem dies geschehen ist, wird das Wegeventil 4 in die Schaltung "e-" verbracht und die Anlage eingeschaltet. Das jeweils daraufhin zugeschaltete Zylindervolumen sowohl des Arbets- als auch des Antriebszylinders wird zunächst z.B. in der dargestellten .SteLlung über die Leitung 21 einerseit.s bzw. 23 andererseits mit dem Vordruck aus der Versorgungsleitung 2 versehen. Gleichzeitig baut sich innerhalb eines der Verzögerungsventile langsam ein Druck auf, bis dieser eine vorgewählte Voreinstellung überschreitet, so daß dann das Umsteuerventil 41 geschaltet wird und eine der Steuerleitungen 42 bzw. 42' mit Druck beaufschlagt, so. daß aufgrund dieses Druckes das Steuerventil 11 umschaltet. Nunmehr wird die andere Zylinderkammer zunächst mit einem Vordruck versehen.-und im Antriebszylinder 14.aufgrund des unterschiedlichen Durchmesserverhältnisses der Kolben 15 und 17 eine Verschiebekraft für den Arbeitszylinder aufgebaut. Dieser drückt das Volumen z.B. aus den Zylinderraum 20 durch die Leitung 27 über das Rückschlagventil 28 in den Verbraucher. Gleichzeitig baut sich entsprechend der Verschiebezeit eingestellt, im anderen Verzögerungsventil, entweder 35 oder 36, ein Umsteuerdruck auf, der nach Beendigung der Hubbewegung des Arbeits- bzw. Antriebszylinders wiederum umsteuert, so daß das Steuerventil 11 zurückgeschaltet wird und der Arbeitszyklus für den anderen Zylinderraum beginnt. Bei Rückführung des Arbeitszylinders 17 wird dann das Volumen aus der Kammer 19 über die Leitung 26 und das Rückschlagventil 30 in die Fülleitung 31 verschoben und damit in de Verbraucher 3.
• Das Druckbegrenzungsventil 32 sorgt dafür, daß der Verbraucher 3 nicht überlastet wird. Es kann in wirkmäßige Verbindung zum Wegeventil 4 geschaltet sein und dieses nach Erreichen eines vorbestimmten Druckes im Verbraucher 3 die Vorrichtung ausschalten, was nicht näher dargestellt ist, aber in gleicher Weise über Zeitverzögerungsventile geregelt sein kann.
• Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So ist die Erfindung insbesondere nicht auf ein besonderes Einsatzgebiet beschränkt und auch nicht auf ein besonderes Arbeitsfluid.

Claims (5)

1. Ansprüche : Vorrichtung zur Erhöhung des Druckes eines an einer Druckmittelleitung anstehenden Fluids für einen Verbraucher mit einer doppelt wirkenden Antriebs / Kolben-Zylindereinheit und damit verbundener doppelt wirkender ArbeitsZKolben-Zylindereinheit mit einem der Druckerhöhung entsprechenden Oberflächenverhältnis der Kolben, wobei das Druckmittel über.ein steuerventil. dem Arbeitszylinder wahlweise zuführbar ist, sowie mit Einrichtungen zur Begrenzung des Hubes des Arbeitskolbens und zur Umsteuerung des Steuerv.ent-iles und einer zum-Verbraucher führenden Hochdruckleitung, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil als DrucKmittel beaufschlagbares 4/2-Wege-Ventil (11) ausgebildet ist und daß an den beiden Zuführleitungen (21,22) zu dem Arbeitszylinder (13) 3/2-Wege-Verzögerungsventile (35,36) beaufschlagende Abzweigleitungen (33,34) zur Umschaltung ds Steuerventiles (11) derart vorgesehen sind, daß nach Erreichen eines bestimmten Schaltdruckes das jeweilige Verz-ögerungsventil (35 bzw. 36) die zuge--höYige Abzweigleitung (42) zur Umschaltung des Steuerventils (11) freigibt.
2. 2. Vorrichtung nach-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Zuführleitungen (21,22) zu dem Antriebszylinder (13) Abzweigleitungen (23 bzw. 25) zu dem Arbeit-szylinder (18) mit gegen die Arbeitsrichtung sperrenden Ruckschlagventilen (24 bzw. 26) vorgesehen sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Druckmittelleitung (2) und Steuerventil (11) ein 4/3-Wege-Schaltventil (4) sowie eine von diesem Schaltventil (4) direkt mit der Druckmittelleitung (2) verbindbare bypass-Leitung (9) zum Verbraucher (3) zur Beaufschlagung des Verbrauhers (3) mit dem von der Druckmittelleitung bereitgestellten Vordruck vorgesehen ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Druckmittelleitung (2) und Schaltventil (4) und/oder Steuerventil (11) ein Kondensatabscheider (6) und/oder Nebelöler (8) und/oder Druckregelventil (7) vorgesehen ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem de vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Hochdruckleitung (31) vor dem Verbraucher (3) ein Druckbegrenzungsventil (32) vorgesehen ist.